[发明专利]一种污泥水煤浆制备方法与炉前制浆系统

说明书

提供一种可将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理的污泥水煤浆制备方法及炉前制浆系统，预先备好颗粒直径50mm以下的颗粒碎煤，根据污泥含水率，计算颗粒碎煤与污泥的重量配比；将颗粒碎煤与污泥按计算配比一起连续将颗粒碎煤与污泥剪切成直径1mm至5mm小颗粒，同时将颗粒碎煤与污泥混合，制成由65%至70%的固体颗粒与30%至35%水份组成的污泥水煤浆；利用高速剪切彻底破坏污泥絮凝剂网状结构，使污泥内水充分析出，粒径大小可以人为控制，无超细粉产生，达到理想而一致的粒径，生产的水煤浆更适合流化床锅炉燃烧；炉前制浆系统还能省去运输储存费用及其对周边环境的影响。

技术领域

本发明属于污泥处理技术领域与水煤浆制浆技术领域，具体涉及一种可将目前难以妥善处理的污水处理厂将污水处理后的剩余污泥得以低成本高效消耗处理的污泥水煤浆制备方法与炉前制浆系统。

背景技术

随着工业的快速发展以及城市人口的不断增加，使得城市污水的排放量空前增加。目前，我国城市污水处理厂的数量已经突破2000座。

通常污水处理是在污水中加入絮凝剂，使水中的有害物品絮凝并沉淀成为污水处理后的剩余污泥，这样正常可用的水就能被分离出来进入能正常使用的水资源体系。在污水处理过程中会产生大量的污泥，这些污泥如果不经过科学的处理处置就直接排放到外界环境中就会对地面水体、土壤、地下水和空气造成污染。2010-2017年，我国污泥产生量从5427万吨增长至7436万吨，年化增长率4.6%，其中大量工业废水产生的污泥被列入危险废物。目前我国污泥处理方式主要有填埋、堆肥、干化、焚烧等方式，这四种处理方法的占比分别为65%、15%、6%、3%。可以看出我国污泥处理方式仍以填埋为主，直接造成了“二次污染”，对生态环境产生严重威胁。因此污泥的无害化处理，尤其是资源化处理，是我国迫切需要解决的问题，受到各级政府的高度重视。2019年科技部重大科技专项将固废的资源化利用列为第一项，污泥处理是其中的主要部分。

污水处理后的剩余污泥的细微结构如图21所示，为絮凝网状结构。污泥中所含水分的重量与污泥总重量之比的百分数称为污泥含水率。污泥中水的存在形式有:空隙水、毛细水、表面吸附水和内部结合水。空隙水，颗粒间隙中的游离水，约70%，可通过重力沉淀(浓缩压密)而分离；表面吸附水，约5%，是在污泥颗粒表面附着的水分，其附着力较强，常在胶体状颗粒、生物污泥等固体表面上出现，采用混凝方法，通过胶体颗粒相互絮凝，排除附着表面的水分，可通过生物分离或热力方法去除。内部结合水，约5%，是污泥颗粒内部结合的水分，如生物污泥中细胞内部水分、无机污泥中金属化合物所带的结晶水等，可通过生物分离或热力方法去除。通常含水率在85%以上时，污泥呈流态；65%~85%时呈塑态；低于60%时则呈固态。

在目前的污泥处理方式中，直接填埋将被逐渐禁止。生物降解是目前广泛研究与实践的方式之一，但生物降解的难题是经济性不高，同时并不是最终处理方案，剩余废弃物仍存在处理困难、造成二次污染问题。堆肥利用由于重金属超标等问题形成对土壤的污染。因此干化、焚烧成为主要鼓励发展的方向。污水处理厂的初始污泥含水量都在98%以上，经过机械压榨处理最多能降到80%含水量。还要经过高温干化处理，才能实现稳定焚烧处理。需要消耗大量能源，处理费用在每吨500元以上，干化焚烧的主要问题是成本高，成为各级财政和相关企业的沉重负担。干化焚烧的另一个问题是产生二次污染，由于污泥有害物多，热值低，燃烧温度低，会产生二噁英等有害物，此外，在干化及其储运过程中，污泥是很容易粉化的，含水量和温度控制不好，会造成干化污泥自燃，且微细污泥颗粒也容易飞扬造成环境污染，综上原因，严重限制了焚烧污泥在内的各种垃圾焚烧厂的推广应用。

目前污泥处理的另一种方式是污泥干化后掺到煤里在锅炉中燃烧。由于现代锅炉有完善的除尘和尾气处理系统，同时利用锅炉的高温燃烧，二噁英等有害物得到了充分分解，基本避免了二次污染的产生。该方法的劣势同样是成本高，将污泥干化消耗的能源，远高于污泥燃烧产生的热量，用此方法处理污泥的总费用在每吨300元左右，同时也存在上述提到的自燃、粉化等安全和环境问题。因此，探索一种低成本、资源化、无二次污染的污泥处理新技术成为当前我们迫切需要解决的问题。